پنل خورشیدی چیست؟

با برخورد فوتون ها به سلول خورشیدی الکترون­ها آزاد می شوند. ساختار نیمه رساناها در دو سمت سلول باعث حرکت الکترون­ها و ایجاد جریان الکتریکی می گردد. مجموعه ای از این سلول­های خورشیدی، یک پنل خورشیدی را تشکیل می دهند. چندین پنل خورشیدی در کنار هم یک ماژول و اتصال آنها به یکدیگر یک آرایه خورشیدی را ایجاد می کند. تعداد بیشتر پنل خورشیدی به معنای تولید انرژی بیشتر است.

پنل خورشیدی چطور الکتریسته تولید می­کند؟

پنل­های فتوولتائیک جریان الکتریکی مستقیم (DC) تولید می­کنند یعنی الکترون­ها در مدار تنها به یک سمت حرکت می کنند. مانند جریانی که یک باتری ایجاد می­کند. در حالی که در جریان الکتریکی متناوب (AC)، الکترون­ها به صورت متوالی مسیر حرکت خود را عکس می­کنند. به دلیل راحت و کم هزینه بودن انتقال جریان متناوب می بایست جریان مستقیم تولید شده را به جریان متناوب تبدیل نمود. حال چطور می توان جریان DC را به AC تبدیل کرد؟ از یک اینورتر استفاده می کنیم.

اینورتر چگونه کار می­کند؟

اینورترها جریان مستقیم را از آرایه خورشیدی دریافت و آن را به جریان متناوب تبدیل می­کنند. اینورتر همانند مغز سیستم عمل می کند. علاوه بر تبدیل جریان DC به AC ، محافظت در برابر خطای زمین و وضعیت سیستم مانند ولتاژ و جریان در مدارهای DC و AC ، تولید انرژی و ردیابی حداکثر نقطه توان از جمله عملکردهای اینورتر می باشد.

از آغاز صنعت انرژی خورشیدی، اینورترهای مرکزی به کار گرفته می شده­اند. معرفی میکرواینورتر­ها یک گام بزرگ در صنعت فتوولتائیک شمرده می شود. میکرواینورترها برای هر پنل خورشیدی در نظر گرفته می شوند، نه مانند اینورتر مرکزی که برای کل سیستم خورشیدی نصب می شود. اینگونه هر پنل خورشیدی با حداکثر پتانسیل خود عمل می کند. با وجود اینورتر مرکزی، افتادن سایه روی یک پنل یا کثیفی آن موجب اختلال در عملکرد کل سیستم می شود. اما با بهره­گیری از میکرواینورتر، با وجود مشکل در یک پنل روی بازدهی بقیه سیستم تاثیری نمی پذیرد.

سیستم پنل خورشیدی چگونه کار می­کند؟

در اینجا عملکرد یک سیستم خانگی را بررسی می­کنیم. ابتدا پرتوهای خورشید به پنل­های خورشیدی نصب شده روی سقف می­تابند. این پنل­ها پوشش ضد انعکاسی دارند که جذب نور خورشید را افزایش داده و بیشتر در معرض تابش خورشید باشند. پنل خورشیدی انرژی را به جریان مستقیم تبدیل کرده و به اینورتر می فرستد. حال جریان متناوب تولید شده قابل استفاده در خانه می باشد. اما اگر در خانه نباشید تا از الکتریسیته تولیدی استفاده کنید، چه اتفاقی می­افتد؟ به وسیله سیستم مترینگ خالص (net metering) جای نگرانی وجود ندارد.

اینورتر متصل به شبکه باعث می­شود در طول ساعات اوج تابش خورشید، انرژی مازاد بر نیاز کاربر تولید شده و در سیستم حفظ شود تا در شب و یا روزهای ابری از آن بهره­مند شود. این سیستم نسبت انرژی تولیدی به انرژی مصرفی را ضبط می کند.

با در نظر گرفتن نگرانی بیشتر مردم از اینکه در شب یا روز ابری چه کنند، ذخیره آزاد انرژی با وجود سیستم مترینگ خالص یک گام بزرگ پیش به سوی تمایل بیشتر به سیستم­های خورشیدی حساب می­گردد. همچنین کاهش چشمگیر هزینه این سیستم­ها در یک دهه گذشته علت دیگری برای رشد روزافزون سیستم­های خورشیدی است.